Fumée de silice pour béton de haute performance

La fumée de silice est un matériau pouzzolanique qui réagit avec la chaux libre du béton pour former des hydrates de silicate de calcium (CSH). La réaction pouzzolanique ne peut pas commencer avant que la réaction entre le ciment et l’eau n’ait commencé. Un béton de fumée de silice correctement proportionné, coulé et fini sera plus résistant et aura une matrice plus dense que le béton standard. Le béton montrera des propriétés accrues de résistance contre les chlorures, les sulfates, les acides, l’abrasion, l’attaque par le gel et les réactions destructrices alcali-silice. Alternativement, la fumée de silice peut être utilisée pour obtenir une résistance spécifiée, avec une teneur en ciment réduite et une chaleur d’hydratation plus faible, comme dans les projets de construction de masse tels que les barrages.

La fumée de silice est constituée de particules extrêmement petites d’une densité de 2 200 kg/m³. Les particules sont généralement 100 fois plus fines que le ciment et peuvent être difficiles à manipuler et à transporter. En utilisant des procédés spéciaux, la densité apparente est augmentée d’un facteur de 2 à 3. Ce type de fumée de silice est appelé fumée de silice densifiée et elle est expédiée en vrac, en big bags de 1,3 à 2 m³, ou en petits sacs.

Mélanger les proportions

Normalement, la fumée de silice est dosée en fonction du poids. Les dosages indiqués dans le tableau suivant se réfèrent au poids sec en pourcentage de la teneur en ciment.

Domaines d’utilisation	Teneur en microsilice (% en poids de ciment)
Béton normal	4 – 7
Béton à haute résistance	7 – 15
Béton sous-marin	12 – 15
Aide au pompage	2 – 3

Du fait de la finesse de la fumée de silice, la quantité d’eau nécessaire pour obtenir une ouvrabilité donnée du béton va augmenter. Des adjuvants réducteurs d’eau doivent donc être utilisés, en particulier avec des teneurs en fumée de silice plus élevées. En règle générale, 1 kg d’adjuvants réducteurs d’eau est nécessaire pour chaque 10 kg de fumée de silice ajoutée afin d’équilibrer les besoins accrus en eau.

Si la fumée de silice est utilisée pour réduire la quantité de ciment dans le béton, un bon point de départ pour le dosage est de remplacer 3 kg de ciment par 1 kg de fumée de silice. Il ne devrait pas y avoir de changement dans la résistance à 28 jours à condition que de bonnes pratiques de cure soient suivies.

Procédure de mélange

Lors de l’utilisation de fumée de silice densifiée, il est important de l’ajouter tôt dans le processus de mélange. Le mélange à sec avec les granulats et le ciment est préférable. Ne jamais ajouter de fumée de silice densifiée au béton humide prêt à l’emploi.

Avec des dosages élevés de fumée de silice, le béton peut être quelque peu visqueux. Il n’est pas recommandé de se fier uniquement aux moyens traditionnels de mesure de la qualité du mélange pendant les lots initiaux, tels que les wattmètres sur les mélangeurs. D’autres moyens de contrôle tels que le cône d’affaissement ou la table d’écoulement doivent compléter ces mesures.

Béton frais

Le béton de microsilice est facile à pomper avec un ressuage ou une ségrégation négligeable. En raison de la cohésion de masse accrue du béton lors de l’utilisation de fumée de silice, il est recommandé d’obtenir un affaissement supérieur de 20 à 30 mm par rapport à ce qui serait autrement requis pour le béton standard, pour faciliter la mise en place, car les mélanges de béton avec des dosages élevés de fumée de silice et un faible affaissement nécessitent plus de compactage.

Durcissement

Tout béton doit être protégé contre le dessèchement dès son plus jeune âge. Ceci est particulièrement important pour le béton de fumée de silice où il y a peu d’eau à la surface du béton frais. Un séchage excessif peut entraîner la formation de fissures en raison du retrait du plastique. Une fois le béton durci, il est important de s’assurer que le béton est correctement durci, en le recouvrant d’une feuille de plastique ou en appliquant un composé de durcissement à un âge précoce avec un arrosage abondant pendant le durcissement, pour obtenir les meilleurs résultats.